一種帶可控氣動翼的高速磁懸浮列車的制作方法

本發明涉及一種帶可控氣動翼的高速磁懸浮列車。

背景技術：

高速磁懸浮列車是一種新型的軌道交通方式，其磁懸浮形式可以分成常導高速磁懸浮模式，利用電磁力控制實現與軌道反應板相斥方式的懸浮，以德國TR技術為代表；低溫超導磁懸浮模式，利用超過100km/h運行切割磁力線，感生出電流，形成與軌道反應板相斥磁場，實現懸浮，以日本為代表；高溫超導磁懸浮列車，通過在永磁軌道的磁場中感生電流并形成磁場，與永磁軌道的磁場形成相斥的懸浮力，如中國“世紀號”為代表。

磁懸浮力較之傳統鐵路輪軌接觸的軌道支撐，其承載力更小。在高速運行下，強大的氣動升力(前部通常是向下壓的負升力，尾部通常是向上抬的正升力)，使列車的懸浮及控制更加困難，列車容易出現氣動引起的垂直和左右晃動，降低了高速磁懸浮列車運行的穩定性和舒適性。同時，由于輪軌不接觸，不能通過輪軌間的摩擦力制動，而只能通過直線電機產生與牽引力反向電磁力進行制動，制動性能也有待提高。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種帶可控氣動翼的高速磁懸浮列車，該種高速磁懸浮列車懸浮性能好、運行更平穩、乘坐更舒適、且制動性能更好。

本發明實現其發明目的所采用的技術方案是，一種帶可控氣動翼的高速磁懸浮列車，包括車體、車體上的車載控制系統、車體上與車載控制系統相連的懸浮高度測量系統，其特征在于：所述的車體的頂部安裝有兩個以上的車頂氣動翼，車體的兩側均安裝有兩個以上的側部氣動翼；車頂氣動翼和側部氣動翼均與車載控制系統電連接。

本發明的工作過程和原理是：

高速磁懸浮列車運行在低速時，列車承受的氣動力小，列車運行平穩，懸浮高度測量系統測量出的車體各點的懸浮高度偏差小；車載控制系統控制車頂氣動翼和側部氣動翼縮回、貼近車體，車頂氣動翼和側部氣動翼均不產生氣動力，列車通過磁懸浮系統產生的磁懸浮力保持平穩運行。

高速磁懸浮列車運行在高速狀態時，列車承受的氣動力大，列車運行不平穩，懸浮高度測量系統測量出的車體各點的懸浮高度偏差大；車載控制系統根據測出的車體各點懸浮高度值進行計算、判斷，并進行相應的控制：

1、判斷出車體受到氣流擾動、各處的懸浮高度均偏低低時，車載控制系統控制車頂氣動翼向上升起，并使車頂氣動翼呈前部上仰的姿態，產生向上的氣動力，將車體抬高；從而通過車頂氣動翼的氣動力與懸浮系統懸浮的懸浮力形成的混合懸浮力，使列車的懸浮高度始終保持在額定的范圍內，從而加大了列車的總懸浮力，提高了列車的高速懸浮運載能力。

2、判斷出車體受到氣流擾動、懸浮高度忽高忽低時，車載控制系統控制車頂氣動翼向上升起，并使懸浮高度偏低處的車頂氣動翼呈前部上仰的姿態，產生向上的氣動力，將此處的車體抬高；使懸浮高度偏高處的車頂氣動翼呈前部下傾的姿態，產生向下的氣動力、將此處的車體壓低。從而在車頂氣動翼的氣動力與懸浮系統懸浮的懸浮力共同作用下，使列車各處的懸浮高度均保持額定的偏差范圍內，避免了列車高速運行時的前后晃動和上下抖動，列車運行更平穩、乘坐更舒適。

3、判斷出車體受到氣流擾動、懸浮高度一側高、另一側低時，車載控制系統控制懸浮高度低側的側部氣動翼向外伸出，側部氣動翼產生向上的氣動力，將該側的車體抬高；從而在側部氣動翼的氣動力與懸浮系統懸浮力的共同作用下，使列車左右兩側的懸浮高度偏差保持在額定的范圍內，避免了列車高速運行時的左、右晃動，使列車運行更平穩、乘坐更舒適。

當列車需要快速制動時，車載控制系統控制直線電機產生與運行方向反向的電磁力進行制動的同時，車載控制系統還控制車頂氣動翼呈前部上仰的姿態，產生與運行方向反向的氣動力，進行輔助制動。在電磁力和氣動力的共同作用下，列車的制動速度(制動性能)得以提高。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

一、本發明在懸浮系統懸浮的懸浮力不足時，車載控制系統控制車頂氣動翼向上升起，并呈前部上仰的姿態，產生向上的氣動力；與懸浮系統的懸浮力形成混合懸浮力，加大了列車的總懸浮力，提高了列車的高速懸浮運載能力。

二、在車體受到氣流擾動、列車運行不平穩時，車載控制系統控制車頂氣動翼、側部氣動翼產生相應動作，使列車各處的懸浮高度均保持在額定的范圍內，避免了列車高速運行時的前后晃動、上下抖動和左右晃動，使列車運行更平穩、乘坐更舒適。

三、在列車制動時，車載控制系統控制車頂氣動翼進入上仰姿態，產生氣動阻力，進行輔助制動，提高了列車的制動性能。

上述的車頂氣動翼的具體構成是：

前后雙向翼板的中部通過鉸軸一與車體左部位置和右部位置的升降桿的頂部鉸接；升降桿的底端與固定于車體上的機電作動器或液壓驅動機構連接；

鉸軸一的至少一端還與頂翼轉角馬達的輸出軸連接，頂翼轉角馬達固定于升降桿上；

頂翼轉角馬達、機電作動器或液壓驅動機構均與車載控制系統電連接。

這樣，車載控制系統控制機電作動器或液壓驅動機構的動作，即可方便、準確的通過升降桿將前后雙向翼板升起或縮回；同時，車載控制系統控制頂翼轉角馬達的旋轉，即可方便、準確的控制前后雙向翼板的俯、仰角度，實現前后雙向翼板姿態的動態精確控制。

上述的側部氣動翼的具體構成是：側向翼板的根部通過鉸軸二鉸接于車體的側面，鉸軸二的一端與固定于車體側面的側翼轉角馬達的輸出軸連接；側翼轉角馬達與車載控制系統電連接。

這樣，車載控制系統通過控制側翼轉角馬達按設定角度的旋轉，即可方便、準確的實現側部氣動翼的動態實時控制。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。

圖1是本發明實施例一的側視結構示意圖。

圖2是圖1的局部A的放大圖。

圖3是圖1的左視放大圖。

具體實施方式

實施例一

圖1-3示出，本發明的一種具體實施方式是，一種帶可控氣動翼的高速磁懸浮列車，包括車體10、車體10上的車載控制系統、車體10上與車載控制系統相連的懸浮高度測量系統，其特征在于：所述的車體10的頂部安裝有兩個以上的車頂氣動翼20，車體10的兩側均安裝有兩個以上的側部氣動翼30；車頂氣動翼20和側部氣動翼30均與車載控制系統電連接。

本例的車頂氣動翼20的具體構成是：

前后雙向翼板21的中部通過鉸軸一21a與車體1左部位置和右部位置的升降桿22的頂部鉸接；升降桿22的底端與固定于車體1上的機電作動器23連接；

鉸軸一21a一端還與頂翼轉角馬達24的輸出軸連接，頂翼轉角馬達24固定于升降桿22上；

頂翼轉角馬達24、機電作動器23與車載控制系統電連接。

本例的側部氣動翼30的具體構成是：側向翼板31的根部通過鉸軸二31a鉸接于車體1的側面，鉸軸二31a的一端與固定于車體10側面的側翼轉角馬達32的輸出軸連接；側翼轉角馬達32與車載控制系統11電連接。

實施例二

本例的結構與實施例一的結構基本相同，不同的僅僅是：機電作動器替換為液壓驅動機構，鉸軸一的兩端均與頂翼轉角馬達24的輸出軸連接。